[发明专利]核电应急柴油机多工况预警状态监测和诊断分析系统及方法

说明书

本发明涉及百万级核电的柴油机控制系统的技术领域，公开了一种核电应急柴油机多工况预警状态监测和诊断分析系统及方法，方法包括如下步骤：采集应急柴油机的状态信号；周期性的截取状态信号，并转化为角域信号，将应急柴油机的运行状态定义在一个周期内的不同相位上；将截取转化后的状态信号与健康状态模型进行对比，评价应急柴油机的运行状态。由于将采集的状态信号转化为角域信号，可识别应急柴油机的运行和做功过程，并预先建立健康状态模型作为对比用的预警模型，从而本系统和方法可及时发现应急柴油机的潜在故障，可及时保存故障信息，保证了应急柴油机的安全运行，并利于应急柴油机的日常管理维护，节约了人力成本。

技术领域

本发明涉及百万级核电的柴油机控制系统的技术领域，具体涉及一种核电应急柴油机多工况预警状态监测和诊断分析系统及方法。

背景技术

核电站(nuclear power plant)又称核电厂，是利用核裂变(Nuclear Fission)或核聚变(Nuclear Fusion)反应所释放的能量产生电能的发电厂。目前商业运转中的核能发电厂都是利用核裂变反应而发电。核电站一般分为两部分：利用原子核裂变生产蒸汽的核岛(包括反应堆装置和一回路系统)和利用蒸汽发电的常规岛(包括汽轮发电机系统)，使用的燃料一般是放射性重金属：铀、钚。

核燃料裂变过程释放出来的能量，经过反应堆内循环的冷却剂，把能量带出并传输到锅炉产生蒸汽用以驱动涡轮机并带动发电机发电。核电站是一种高能量、少耗料的电站。以一座发电量为100万千瓦的电站为例，如果烧煤，每天需耗煤7000～8000吨左右，一年要消耗200多万吨。若改用核电站，每年只消耗1.5吨裂变铀或钚，一次换料可以满功率连续运行一年。可以大大减少电站燃料的运输和储存问题。此外，核燃料在反应堆内燃烧过程中，同时还能产生出新的核燃料。核电站基建投资高，但燃料费用较低，发电成本也较低，并可减少污染。截至1986年底，世界上已有28个国家和地区建成了397座核电站。据国际原子能机构的统计预计到21世纪初将有58个国家和地区建造核电站，电站总数将达到1000座，装机容量将达到8亿千瓦，核发电量将占总发电量的35％。由此可见，在今后相当长一段时期内，核电将成为电力工业的主要能源。

核电应急柴油机作为核电供电系统的最后一道屏障，保障其安全可靠性具有重要意义。目前，针对核电应急柴油机的监测手段主要是通过对压力、温度、液位等参数进行在线监测以及对柴油机本体、弯管、涡轮增压器采用离线检测的方式来评估柴油机在启机升速阶段以及在额定转速下变负荷运行时的健康状态。但是对于柴油机这种结构复杂、振动激励源较多大型机组来说，工艺参数不能有效反映机组的结构性故障，离线检测不能捕捉柴油机运行的周期性特点，不仅难以发现判断柴油机的潜在故障，而且容易丢失故障信息和有效评估柴油机的运行状态。

发明内容

本申请提供一种可有效检测柴油机潜在故障的核电应急柴油机多工况预警状态监测和诊断分析系统及方法。

根据第一方面，一种实施例中提供一种核电应急柴油机多工况预警状态监测和诊断分析方法，包括如下步骤：

采集信号：采集应急柴油机的状态信号；

截取转化：周期性的截取状态信号，并转化为角域信号，将应急柴油机的运行状态定义在一个周期内的不同相位上；

分析评估：将截取转化后的状态信号与健康状态模型进行对比，评价应急柴油机的运行状态。

进一步地，采集信号过程中，高频率的连续采集应急柴油机上多个采样点的状态信号。

进一步地，状态信号包括振动信号、键相信号和瞬间转速信号。

进一步地，振动信号在周期内对应的相位至少包括点火相位、冲气相位、进排气门开启和关闭相位。

进一步地，截取转化过程中，以应急柴油机曲轴转720°为一个周期。